Wyhodowanie dodatkowej warstwy atomów krzemu na podłożu z płytki krzemowej ma kilka zalet:
W procesach obróbki krzemu CMOS krytycznym etapem procesu jest wzrost epitaksjalny (EPI) na podłożu płytki.
1. Poprawa jakości kryształu
Początkowe defekty i zanieczyszczenia podłoża: W procesie produkcyjnym podłoże płytki może zawierać pewne defekty i zanieczyszczenia. Wzrost warstwy epitaksjalnej pozwala na uzyskanie wysokiej jakości monokrystalicznej warstwy krzemu o niskim stężeniu defektów i zanieczyszczeń na podłożu, co ma kluczowe znaczenie dla późniejszej produkcji urządzenia.
Jednolita struktura krystaliczna: wzrost epitaksjalny zapewnia bardziej jednolitą strukturę krystaliczną, redukując wpływ granic ziaren i defektów w materiale podłoża, co przekłada się na poprawę ogólnej jakości kryształu wafla.
2、poprawić wydajność elektryczną.
Optymalizacja charakterystyki urządzenia: Poprzez narastanie warstwy epitaksjalnej na podłożu, można precyzyjnie kontrolować stężenie i rodzaj domieszki krzemu, optymalizując parametry elektryczne urządzenia. Na przykład, domieszkowanie warstwy epitaksjalnej można precyzyjnie regulować, aby kontrolować napięcie progowe tranzystorów MOSFET i inne parametry elektryczne.
Zmniejszenie prądu upływu: Wysokiej jakości warstwa epitaksjalna charakteryzuje się mniejszą gęstością defektów, co pomaga zmniejszyć prąd upływu w urządzeniach, a tym samym poprawić wydajność i niezawodność urządzeń.
3、poprawić wydajność elektryczną.
Zmniejszanie rozmiaru elementów: W mniejszych węzłach procesowych (takich jak 7 nm, 5 nm) rozmiar elementów w urządzeniach stale się zmniejsza, co wymaga bardziej wyrafinowanych i wysokiej jakości materiałów. Technologia wzrostu epitaksjalnego może sprostać tym wymaganiom, wspierając produkcję wysokowydajnych i gęstych układów scalonych.
Zwiększenie napięcia przebicia: Warstwy epitaksjalne można projektować z wyższym napięciem przebicia, co jest kluczowe w produkcji urządzeń dużej mocy i wysokiego napięcia. Na przykład, w urządzeniach elektroenergetycznych, warstwy epitaksjalne mogą poprawić napięcie przebicia urządzenia, zwiększając bezpieczny zakres pracy.
4. Zgodność procesów i struktury wielowarstwowe
Struktury wielowarstwowe: Technologia wzrostu epitaksjalnego umożliwia tworzenie struktur wielowarstwowych na podłożach, przy czym poszczególne warstwy charakteryzują się różnymi stężeniami i rodzajami domieszek. Jest to niezwykle korzystne w przypadku produkcji złożonych układów CMOS i umożliwia integrację trójwymiarową.
Zgodność: Proces wzrostu epitaksjalnego jest w wysokim stopniu kompatybilny z istniejącymi procesami produkcji CMOS, co ułatwia jego integrację z bieżącymi procesami produkcyjnymi bez konieczności wprowadzania znaczących modyfikacji w liniach technologicznych.
Streszczenie: Zastosowanie wzrostu epitaksjalnego w procesach produkcji krzemu CMOS ma na celu przede wszystkim poprawę jakości kryształów płytek, optymalizację parametrów elektrycznych urządzeń, obsługę zaawansowanych węzłów procesowych oraz spełnienie wymagań produkcji układów scalonych o wysokiej wydajności i gęstości. Technologia wzrostu epitaksjalnego pozwala na precyzyjną kontrolę domieszkowania i struktury materiału, poprawiając ogólną wydajność i niezawodność urządzeń.
Czas publikacji: 16-10-2024